植物體細胞雜交技術

關于植物體細胞雜交技術植物材料消毒接種到誘導培養(yǎng)基誘導出愈傷組織直接誘導分化分化出幼苗幼苗接種到生根培養(yǎng)基上完整植株愈傷組織轉接到繼代培養(yǎng)基上得到大量的愈傷組織愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基上移栽到大田植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖第2頁,共32頁，2024年2月25日，星期天強調幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化，由無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。第3頁,共32頁，2024年2月25日，星期天脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實質和結果分別是什么？實質是恢復細胞的全能性過程。結果是形成愈傷組織。再分化：脫分化產生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化成根或芽等器官的過程。第4頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1.胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程中進行無菌操作的步驟是（）

①.超凈工作臺②.自來水沖洗③.酒精棉球擦手④.無菌水清洗

⑤.次氯酸溶液沖洗⑥.無菌濾紙?zhí)幚恝?培養(yǎng)基滅菌⑧.不經滅菌的培養(yǎng)基

A.①②③④⑤⑥⑦B.①③④⑤⑥⑦

C.①②④⑤⑥⑧D.①②④⑤⑦B

小試牛刀第5頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2.用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是（）A.該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成B.該愈傷組織的細胞沒有全能性C.該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成D.該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構B第6頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3.美國科學家將分離得到的成熟的胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng)，由單個細胞發(fā)育成了完整的新植株。過程圖解如下，回答與之有關的問題：

（1）科學家所用的這種生物技術叫做

。依

據的理論基礎是

。因為___________。

（2）通過B過程產生的愈傷組織的細胞與根的韌皮部細胞在染色體的數目上是否相同？

；染色體上所含的遺傳物質是否相同？

；

第7頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同

屬植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經常食用的蔬菜。馬鈴薯塊莖生長在土壤中。

人們曾經有這樣一個幻想：讓一株植株地上部分結番茄，地下部分長土豆。

這個夢想可能實現嗎？一個夢想?第8頁,共32頁，2024年2月25日，星期天用什么方法可以獲得番茄—馬鈴薯的雜種植株？植物體細胞雜交技術第9頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去除細胞壁方法呢？3．如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？4．如何將雜種細胞培育成雜種植株？閱讀P36-37請思考：第10頁,共32頁，2024年2月25日，星期天探究過程植物體細胞雜交遇到的第一個困難是什么？如何解決？馬鈴薯細胞番茄細胞馬鈴薯原生質體

番茄原生質體第一步：制備原生質體酶解法兩個不同物種的植物細胞原生質體能否融合？第11頁,共32頁，2024年2月25日，星期天材料1：經漫長的進化過程，有性雜交中精子與卵細胞能夠自然發(fā)生融合形成受精卵，而體細胞的原生質體不能自然發(fā)生融合，因而需要人工誘導迫使二者融合。材料2：聚乙二醇（PEG)分子能改變各類細胞的生物膜結構，使兩細胞接觸點處質膜的脂類分子發(fā)生疏散和重組，從而使細胞發(fā)生融合，形成雜種細胞。

知識鏈接第12頁,共32頁，2024年2月25日，星期天電激法使生質體融合人工誘導原生質體融合方法

物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇（PEG）第13頁,共32頁，2024年2月25日，星期天正在融合的原生質體探究過程馬鈴薯細胞番茄細胞馬鈴薯原生質體

番茄原生質體第一步：制備原生質體第二步：原生質體融合酶解法誘導融合兩兩融合的細胞都是我們需要的目的細胞嗎？如果不是至少還有哪些？需要篩選第14頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

如何篩選雜種細胞？1.根據物理特性選擇

根據熒光標記選擇將2種原生質體群體分別用不同的熒光染料標記，然后通過熒光顯微鏡鑒別異核體。

2.根據生長和再生能力的差別選擇

在曼陀羅和煙草種間體細胞雜交以及在小麥和某些其他禾谷類植物屬間體細胞雜交中，發(fā)現雜種愈傷組織表現生長優(yōu)勢現象，因此融合處理后只要挑選生長快、長的最大的愈傷組織，就會從中分化出體細胞雜種。

第15頁,共32頁，2024年2月25日，星期天正在融合的原生質體探究過程馬鈴薯細胞番茄細胞馬鈴薯原生質體

番茄原生質體雜種細胞再生出細胞壁第一步：制備原生質體第二步：原生質體融合酶解法誘導融合再生出細胞壁第16頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

在培養(yǎng)雜種苗的過程中，一般在24-28小時后，大部分原生質體已經再生出細胞壁。

怎樣鑒別細胞壁是否再生？

知識鏈接

深入思考第17頁,共32頁，2024年2月25日，星期天雜種細胞愈傷組織再生出小植株雜種植株第三步：培育雜種植株脫分化再分化如何由雜種細胞發(fā)育成雜種植株？第18頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

利用植物體細胞雜交的方法培育作物新品種過程中，遺傳物質的傳遞是否遵循孟德爾的遺傳規(guī)律？為什么？

知識遷移解析：

不遵循孟德爾定律。孟德爾定律只適用于有性生殖，即只有生殖細胞減數分裂后精卵結合才遵循孟德爾遺傳定律。細胞雜交又稱細胞融合，是將來源不同的兩種細胞融合成一個新細胞，新細胞的遺傳物質最開始為兩融合細胞之和。第19頁,共32頁，2024年2月25日，星期天完美方案第一步：制備原生質體第二步：原生質體融合第三步：培育雜種植株細胞膜的流動性細胞的全能性第20頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

植物體細胞雜交就是將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。2、意義：

克服遠緣雜交不親和的障礙;打破了不同種生物間的生殖隔離限制;擴展了可用于雜交的親本組合范圍。1、定義植物體細胞雜交3、實質：不同植物原生質體融合的過程。第21頁,共32頁，2024年2月25日，星期天傳統(tǒng)方法（雜交）細胞雜交依據過程優(yōu)點缺點應用范圍基因自由組合細胞全能性細胞膜的流動性自然發(fā)生人工誘導組織培養(yǎng)存在生殖隔離雜種第一代產量高，抗病能力強克服遠緣雜交不親和的障礙很多理論和技術問題未解決種內種內和種間第22頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1978年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細胞進行融合，所產生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄”。像大多數雜種一樣，雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產生可結實的花、果實以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯—番茄”一類的體細胞雜交植物還不能產生經濟效益。修成正果？雜種植株×雜種植株為什么不能地上結番茄地下結馬鈴薯？？生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，兩份遺傳物質的表達受到相互干擾，所以不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達。第23頁,共32頁，2024年2月25日，星期天植物體細胞雜交的成果成果：煙草－海島煙草；胡蘿卜－羊角芹；

白菜甘藍白菜－甘藍第24頁,共32頁，2024年2月25日，星期天學以致用

自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現雜交嗎？如果理論上可行，請設計出具體實驗方案。第25頁,共32頁，2024年2月25日，星期天異想天開要是把我老牛的細胞與植物細胞雜交，得到綠色的小奶牛，那豈不是只要曬曬太陽就可以擠出牛奶啦！第26頁,共32頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1.設計植物體細胞雜交實驗時，如果期望獲得性狀優(yōu)良的作物新品種，不需要考慮的是（）

A.親本細胞的生殖隔離問題

B.選擇具有優(yōu)良性狀的親本

C.親本細胞的融合技術

D.雜種細胞愈傷組織的誘導和再分化A

課堂練習第28頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2、植物體細胞雜交要先去除細胞壁的原因是

（）A.植物體細胞的結構組成中不包括細胞壁

B.細胞壁使原生質體失去活力C.細胞壁阻礙了原生質體的融合

D.細胞壁不是原生質體的組成部分C第29頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3.植物體細胞雜交尚未解決的問題有()

A去掉細胞壁,分離出有活力的原生質體B將雜種細胞培育成植株C讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優(yōu)良性狀D尚未培育出屬間雜種植物C